有源電力濾波器（APF）

文章摘要：諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對于電力系統(tǒng)運(yùn)行是一種污染，它們降低了系統(tǒng)電壓正弦波形的質(zhì)量，不但嚴(yán)重地影響電力系統(tǒng)自身，而且還危及用戶和周圍的通信系統(tǒng)。近半個(gè)世紀(jì)以來，隨著電力電子設(shè)備的推廣應(yīng)用，非線性負(fù)荷的迅速增加(例如電氣機(jī)車、工業(yè)電爐等的

諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對于電力系統(tǒng)運(yùn)行是一種“污染”，它們降低了系統(tǒng)電壓正弦波形的質(zhì)量，不但嚴(yán)重地影響電力系統(tǒng)自身，而且還危及用戶和周圍的通信系統(tǒng)。近半個(gè)世紀(jì)以來，隨著電力電子設(shè)備的推廣應(yīng)用，非線性負(fù)荷的迅速增加(例如電氣機(jī)車、工業(yè)電爐等的應(yīng)用)，特別是高壓直流輸電的運(yùn)用，諧波污染問題日趨嚴(yán)重，并因此受到人們普遍的關(guān)注和重視。減小諧波影響的技術(shù)措施可以從兩方面入手：一是從諧波源出發(fā)，減少諧波的產(chǎn)生；二是安裝濾波裝置。常見的濾波器包括無源濾波器、有源濾波器以及混合濾波器。無源濾波器（PF:Passive Filter）也稱為LC濾波器，是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成的濾波裝置。無源濾波器的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史，其設(shè)計(jì)方法穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單，但其濾波效果依賴于系統(tǒng)阻抗特性，并容易受溫度漂移、網(wǎng)絡(luò)上諧波污染程度、濾波電容老化及非線性負(fù)荷的影響。此外，無源濾波器僅能對特定的諧波進(jìn)行有效地衰減，而出于經(jīng)濟(jì)和占地面積方面的考慮，濾波器個(gè)數(shù)均是有限的，所以對諧波含量豐富的場合，無源濾波器的濾波效果往往不夠理想。與無源濾波器對應(yīng)的是有源濾波器（APF:Active Power Filter）。有源電力濾波器采用開關(guān)變換器消除諧波電流，克服了無源濾波器的缺點(diǎn)。有源電力濾波器有著無源濾波器無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，因此越來越受到人們的關(guān)注。


有源濾波器的發(fā)展歷史:有源濾波器的思想最早出現(xiàn)于1969年B.M.Bird和J.F.Marsh的論文中。文中描述了通過向交流電源注入三次諧波電流以減少電源中的諧波，改善電源電流波形的新方法。文中所述的方法認(rèn)為是有源濾波器思想的誕生。1971年日本的H.Sasaki和T.Machida完整描述了有源電力濾

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